《高层建筑火灾中的人员疏散研究》

高层建筑结构复杂、人员密集，火灾发生时人员疏散面临巨大挑战。从疏散的难点来看，高层建筑垂直高度大，疏散距离长，疏散过程中体力消耗快。而且火灾产生的浓烟会迅速蔓延，遮挡视线、使人呼吸困难，严重影响疏散速度。在研究中，疏散通道的布局合理性是关键因素，宽敞、畅通且标识明确的通道有助于疏散。同时，消防设施的配备与运行状况也对人员疏散产生影响，如正常工作的喷淋系统能延缓火势蔓延，给疏散争取更多时间。对人员疏散的研究旨在提高疏散效率，保障生命安全。

摘 要：随着经济建设的蓬勃发展，高层建筑如雨后春笋般在国内迅速崛起。提出了高层建筑火灾中影响人员疏散的三大因素，分别从环境、管理、人员的角度进行了阐述，并总结了人员的自救措施。
    关键词：高层建筑;火灾;疏散
    1 前言
   
    火灾中影响安全疏散的因素较多,简单概括起来可分为三个方面:环境因素、管理因素、人的因素，如图1所示：
   
   
    2 环境因素
   
    2.1 安全出口
    一般民用高层建筑至少要有两个安全出口，足够数量的安全逃生出口能够有效地保证人员的安全撤离。但是,人们常常使用他们所熟悉的路线逃生，人有习惯于走老路的“归巢”本能，疏散时首先奔向经常使用的出入口或楼梯。如原路被烟火切断，则不得已而另寻其它出路因此进行建筑疏散设计时,尽量将安全疏散通道设为人员日常行走通道。
    2.2 楼内人数
    高层建筑通常是多功能建筑,楼内设施较多,人员较密集,疏散较难,正所谓高层建筑的“三多一大、二快二难”。而且,人员在建筑物内的分布具有较强的随机性,使得安全疏散较为复杂。另外,由于高层建筑的特殊性,在撤离疏散时不能仅仅按照传统向下疏散的方案进行。如果一律向下疏散,由于人员众多,会造成楼梯交通的堵塞,反而会延长疏散的时间,造成不必要的人员伤亡。应当在着火层的邻近区域采取上、下同时疏散的方案,向下疏散到高层建筑的外部,
    向上疏散到高层建筑内部的“火灾安全区”,这样才能使疏散工作更迅速更有效。所以高层建筑发生火灾时的疏散应是既向下也向上,既往内也往外的“双向疏散”。加拿大有关研究部门对高层建筑中人员使用一座宽1.10米的楼梯的疏散时间进行了测验，其具体数值见表1所示。
   
    表中的数据说明，在火灾条件下，使用疏散楼梯疏散高层建筑的全部人员是不可能的。最有效的方法是根据各层人员起火时所处的具体位置，采取最直接、最有效的方法就近疏散。 2.3 烟和毒气
    据统计分析,火灾中人员伤亡有70%~80%是因吸入烟气而不是因为燃烧造成的。烟和毒气对疏散的影响是:燃烧产生的大量浓烟充满通道,使得能见度很低,人员辨不清方向,行走缓慢,甚至无法行走;高温烟气有较强的刺激性,刺激人的眼、鼻和上呼吸道,对人的安全直接构成威胁;烟中携带的毒气本身就能致人死亡。因此,在进行疏散设计时,要充分考虑防排烟问题。
    2.4 照明和指示设施
    发生火灾时,由于烟气的原因,过道一片漆黑。安全疏散标志可以指明逃生方向,使人员能够快速安全地撤离。因而,照明和疏散指示设备的可靠性将直接影响安全疏散的效率,它是火灾中保证人员安全疏散的必不可少的设施。
    2.5 火灾的动态变化
    火灾蔓延的方式主要有:延烧、热辐射、传导和热对流。下层的火灾会因传导而引燃上层没有与火接触的地板上的可燃物;也可因烟气的对流和垂直运动而引燃着火层上方几层以外的楼层着火,采取必要的措施控制烟气及火势的发展,不仅利于火灾的扑救,也利于人员的安全疏散。
    2.6 避难层
    对于高层建筑,一般人员多,疏散困难,所需时间长,而且很难保证在很短的时间内将人员全部撤离,也不可能在有限的时间内将所有人员安全撤离出去。为使人员不受伤害,可在一定楼层设避难层。一时难以撤离的人员可暂进避难层躲避,等待火灾的扑灭或消防人员的救援。
   
    3 管理因素
   
    3.1 日常安全管理
    管理人员应对其管理的建筑物的火灾潜在危险和风险有充分、明确的认识。一旦发生火灾,可以立足自救,按部就班地实施灭火计划,确实做到快速、协调落实初期火灾的扑救,保障灾情处理的及时性和有效性。日常的安全管理还应做到对消防器材的检查和维护,切实保障火灾事故中消防设施工作的可靠性,增加人员的逃生几率。
    3.2 防火安全教育
    对服务(工作)人员,除进行防火安全教育外,还要进行防火安全疏散预案的学习,进行职业道德与修养教育,使他们能够成为值得公众信任、在火灾条件下具有坚定自制力的领导者,当火灾发生时,能成为群体的指挥。组织客户进行防火安全知识学习,使其学会安全用火,熟知各种避难方法,提高心理承受能力,从而在火灾发生时能够有序、有效地安全疏散。对高层建筑的管理人员、服务人员进行应急事故处置和初期火灾扑救方面的培训。通过培训，使他们熟悉建筑内部情况，具备引导被困人员疏散逃生和应急灭火的能力。
   
    4 人的因素
   
    4.1 人员心理
    人在火灾中的心理反应主要有两种类型：即惊慌和群聚。惊慌是指火灾中的人们接受异常灾难刺激表现出的一种焦虑状态或行为状态。这种在极度难忍，充满恐怖的环境中造成的心理反应大多不能自控，由此而产生的结果也大多是不幸的。人是不愿孤立的，无论何人，在任何情况下总是力求与感情相投或命运相同的人呆在一起，继而形成了合作的环境，这是一种社会性的倾向。模仿是社会心理学的一个重要方面，因为有许多社会行为都是和模仿分不开的。其突出表现是，当人们束手无策时，就会自然模仿他人的行为。人们往往由于过分紧张、恐慌而失去正确的理解和判断能力,因而会盲目地随从人流,因此经常在特大火灾现场看到在某一个堵死出口处死亡人员众多,尸体堆积的现象。
    4.2 反应时间
    反应时间是人员从收到外界刺激起到作出相应的反应止所持续的时间。人的反应时间会因个体的差异而不同。反应时间在危机关头与其它因素相互作用,对安全疏散影响较大。另外,人员的反应时间随着人员的工作状态的不同而不同,例如一个沉思的人和一个无所事事的人的反应时间会相差很多。
    4.3 人员的能力
    火灾中影响人员安全疏散的能力主要有:认知能力、决策能力、疏散行动能力和对燃烧产物忍耐力。火灾时人的疏散行为遵循“尝试失误再尝试”的循环认知模式。因而人员的认知能力和决策能力对疏散有着重要的作用,认知能力强,分析问题全面,能够作出正确的决策,就能减少反应时间,能争取更多逃生机会。高层建筑中人员的行动能力及对燃烧产物的忍耐力对疏散也很重要。若人群中有老、弱、病、残,就会大大影响安全疏散的速度,这些人员所占比例较大则更会发生人员的拥挤、践踏,甚至造成人员伤亡。
    4.4 密集人群的步行特点
    （1）靠右侧通行。当步行路面上密度在0.3人/m2以上时，自然就表现出靠右侧通行的特点，这是人们日常养成的习惯。火灾中密集人群涌入出口，惟恐与对面反向行人相撞，加之人流密度较大，自然就遵循靠右侧通行的规则。
    （2）鱼贯前进。火灾中的被困者具有追随性，即合流性的特点。其主要表现是：行为个体经常盲目地放弃各自的行为和主张，而心甘情愿地随大流。
    （3）走捷径。火灾中的人们为了尽快摆脱烟和火焰的危害，都试图利用最近、最易通过的路线逃生。这就是捷径反应，也是造成出入口处拱门现象的原因。火灾中密集人群的流动在群集人流中设任意一点，我们把靠近这个点附近的群集称为集结群集，远离此点的群集称为流出群集。以此点为中心，每秒钟集结和流出群集的数量相同时，这时总的流动叫做稳定流动。当这个点站着一个人时，这个人所占据的面积使人员流动的宽度减小，流出群集的数量也随之减少，因集结群集的数量没有改变，则单位时间内的差值积存于该点，继而逐渐地拥挤起来。这样的群集称为滞留群集。
   
    5 自救措施
   
    自救是在火灾现场使自身免于受害的疏散和保护行为。常用的自救方法主要有如下几种：
    （1）利用安全通道和疏散设施逃生。逃生路线的选择，应根据火势情况，优先选择最简便、最安全的通道和疏散设施，如安全疏散楼梯、普通楼梯、消防电梯等。如果以上通道被烟火封锁，可利用建筑物的其他设施逃生，如阳台、窗口、屋顶、落水管、避雷线等。
    （2）利用自制简易救命绳逃生。当各通道全部被烟火封锁时，可利用各种结实的绳索，如无绳索可用被褥、衣服、床单或窗帘布等拧成绳，拴在室内的牢固物体上，然后缓慢滑到地面或下一层楼的房间内。
    （3）利用缓降器自救。缓降器由挂钩（或吊环）、吊带、绳索及速度控制器等组成，是一种供人靠自重缓慢滑降的安全救生装置。它可以安装在窗口、阳台或平屋顶等处，营救高层建筑的单个被困人员。
    （4）利用救生袋自救。救生袋是两端开口，供逃生者从高处进入其内部缓慢滑降的长条形袋状物。被困人员进入袋内后，依靠自重和人体的不同姿势来控制降落速度，缓慢降落至地面脱险。

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